PVC-palonsuoja-aineen perusseoksen vertailukoostumus
PVC-palonsuoja-aineiden perusseosformulaatioiden suunnittelu ja optimointi, jossa yhdistetään olemassa olevia palonsuoja-aineita ja keskeisiä synergistisiä komponentteja, tavoitteena UL94 V0 -palonsuojaus (säädettävissä arvoon V2 vähentämällä lisäaineiden määrää).
I. Peruskaavasuositus (jäykkä PVC)
Muovinen palonestoainekoostumus:
| Komponentti | Kuormaus (painoprosentti) | Toiminnon kuvaus |
|---|---|---|
| PVC-hartsi (SG-5-tyyppi) | 40–50 % | Matriisimateriaali, mieluiten vähän öljyä imevä laatu |
| Alumiinihypofosfiitti | 12–15 % | Happolähde hiilen muodostumiselle, estää jälkihehkutusta |
| Sinkkiboraatti | 8–10 % | Synergistinen savunvaimennus, reagoi PVC:n hajoamisesta syntyvän HCl:n kanssa |
| Pintamaisesti modifioitu alumiinihydroksidi | 10–12 % | Endoterminen jäähdytys, vaatii silaanikytkentäainepinnoitteen (hajoamislämpötila vastaa PVC-käsittelyä) |
| Antimonitrioksidi (Sb₂O₃) | 3–5 % | Ydinsynergisti, parantaa palonestokykyä Cl-Sb-synergian kautta |
| Sinkkimolybdaatti (savun hillitsijä) | 5–8 % | Suositeltu lisäaine, vähentää savun tiheyttä (avain DIN 4102 -standardin noudattamiseksi) |
| Dipentaerytritoli (DPE) | 2–3 % | Hiilenmuodostusapuaine, parantaa sulan valumisen hallintaa |
| Lämpöstabilisaattori (Ca-Zn-komposiitti) | 3–4 % | Olennaista lämpöhajoamisen estämiseksi prosessoinnin aikana |
| Pehmitin (DOP tai ekovaihtoehto) | 0–8 % | Säädä kovuuden mukaan (valinnainen jäykälle PVC:lle) |
| Voiteluaine (kalsiumstearaatti) | 1–1,5 % | Parantaa prosessoitavuutta, estää telojen jumiutumisen |
| Jalostusapuaine (ACR) | 1–2 % | Parantaa plastisoitumista ja masterbatsin dispersiota |
II. Keskeiset optimointiperiaatteet
- Palonsuoja-aine synergiajärjestelmä
- Cl-Sb-synergia: PVC:n luontainen kloori (56 %) yhdistettynä 3–5 %:iin Sb₂O₃:ta muodostaa SbCl₃-esteen, joka mahdollistaa kaasufaasi-/kondensoituneen faasin kaksoisvaikutteisen palonsuojauksen.
- Savunvaimennus: Sinkkimolybdaatti + sinkkiboraatti vähentävät savun tiheyttä yli 40 % (ASTM E662).
- Hiiltymisen tehostaminen: Alumiinihypofosfiitti + DPE muodostaa silloitettua fosforiesterihiiltä 200–250 °C:ssa, mikä kompensoi PVC:n varhaisvaiheen hiiltymisvajetta.
- Käsittelyn sopeutumiskyky
- Lämpötilan yhteensovitus: Alumiinihypofosfiitti (hajoamislämpötila ≥250 °C) ja pintamodifioitu Al(OH)₃ (stabiili yli 200 °C:seen) sopivat PVC:n käsittelyyn (160–190 °C).
- Stabiilisuuden varmistus: Ca-Zn-stabilisaattorit estävät hartsin hajoamisen HCl:n vapautumisesta; ACR edistää plastisoitumista runsastäyteaineisissa järjestelmissä.
- Suorituskyvyn tasapaino
- Kokonaispalonsuoja-ainepitoisuus: 35–45 %, vetolujuuden säilyvyys ≥80 % (tyypillinen ≥40 MPa jäykälle PVC:lle).
- Joustavuuden (joustavan PVC:n) lisäämiseksi korvaa DOP 8-prosenttisella epoksoidulla soijaöljyllä (kaksoispehmitin/palonsuoja-aine).
III. Testaus- ja validointimittarit
Palonsuojaus:
- UL94 V0 (paksuus 1,6 mm)
- Raja-arvo happi-indeksille (LOI) ≥32%
Savunhallinta:
- NBS-savukammiotesti: Suurin ominaisoptinen tiheysDs≤150 (liekkitila)
Mekaaniset ominaisuudet:
- Vetolujuus ≥35 MPa (jäykkä), murtovenymä ≥200 % (joustava)
Lämpöstabiilius:
- DMA vahvistaa, ettei moduulin laskua tapahdu 180 °C:ssa.
IV. Kustannus- ja ympäristöystävälliset mukautukset
Edullinen vaihtoehto:
- Vähennä sinkkimolybdaattia 3 prosenttiin, korvaa Al(OH)₃ osittain Mg(OH)₃:lla (lisää 15 prosenttiin).
Antimoniton liuos:
- Poista Sb₂O₃ käyttämällä 2 % alumiinidietyylifosfinaattia + 5 % nanokaoliinia (hieman alhaisempi teho; V0 vaatii 3 mm:n paksuuden).
Savun prioriteetti:
- Lisää 1 % silikonihartsilla päällystettyä nokea savun tiheyden vähentämiseksi vielä 15 %.
V. Käsittelyohjeet
- Sekoitusjärjestys:
PVC-hartsi → stabilointiaine + voiteluaine → palonestoaineet (matalasta korkeaan tiheyteen) → pehmitin (ruiskutetaan viimeisenä). - Käsittelylämpötilat:
Kaksiruuvisen ekstruuderin vyöhykkeet: 160 °C (syöttö) → 170 °C (sulatus) → 180 °C (sekoitus) → 175 °C (suulakepää). - Masterbatchin pitoisuus:
Suositellaan 50 %:n täyttöastetta; laimenna 1:1 neitseellisellä PVC:llä loppukäyttöistä ruiskuvalua varten.
Tämä koostumus yhdistää korkean palonestokyvyn, vähäisen savunmuodostuksen ja prosessointivakauden. Pieniä kokeita suositellaan ennen skaalausta, ja niitä säädetään tuotteen muodon (levyt, kaapelit jne.) perusteella.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Julkaisun aika: 08.07.2025
